14.2 Балансный (двухтактный) модулятор

Позволяет получить балансно-модулированный (БМ) сигнал, спектр которого состоит из двух боковых полос и не содержит несущего колебания.

Рисунок 14.6 – Принципиальная схема диодного балансного модулятора.

При положительной полуволне напряжения несущей частоты оба диода открыты, сопротивление их мало, и через первичную обмотку трансформатора Тр2 протекает выходной ток. При отрицательной полуволне диоды закрыты, сопротивление их велико и тока в обмотке нет. Этот ток имеет вид импульсов. С изменением полярности модулирующего напряжения изменяется направление тока (отрицательные импульсы). Отсутствие колебания несущей частоты на выходе модулятора объясняется тем, что несущее колебание подается в средние точки трансформаторов Тр1 и Тр2 и магнитные потоки, создаваемые токами несущей частоты и в полуобмотках трансформаторов, имеют встречные направления и взаимно уничтожаются. Нагрузкой модулятора служит контур, настроенный на несущую частоту , который выделяет БМ сигнал.

Рисунок 14.6 – Временные диаграммы модулирующего напряжения,

напряжения несущей и выходного тока.

Воспользуемся спектральным методом анализа нелинейной цепи. Пусть ВАХ диодов одинаковы и аппроксимируются полиномом второй степени. Пусть в некоторый момент времени полярность напряжений такая, как указана на рисунке 14.5. Тогда напряжение на диодах:

; .

Токи в цепях диодов:

;

.

Токи в трансформаторе Тр2 направлены встречно и результирующее напряжение на выходе схемы с учетом подавления некоторых составляющих контуром:

.

Рисунок 14.7 - Спектр выходного тока.

В балансном модуляторе в выходном токе отсутствуют составляющие нелинейного преобразования с частотами , , . При этом облегчается выделение БМ сигнала.

15 Формирование однополосных ам сигналов

Передача информации одной боковой полосой имеет следующие преимущества:

- не тратится мощность передатчика на передачу несущих колебаний, за счет чего можно увеличить мощность колебаний передаваемой боковой полосы, а следовательно, и дальность действия связи;

- при отсутствии модуляции мощность не расходуется, т.к. передачи несущих колебаний нет;

- меньше занимаемая полоса, что позволяет отведенную для системы полосу частот уплотнить большим числом каналов;

- требуется более узкая полоса пропускания приемника, что повышает помехозащищенность за счет снижения уровня помех в рабочей полосе.

15.1 Методы формирования ом сигнала

1) Метод фильтрации.

Рисунок 15.1 – Структурная схема.

С помощью балансного (или кольцевого) модулятора БМ получают двухполосный сигнал с подавленной несущей. Далее полосовым фильтром ПФ выделяется требуемая боковая полоса частот.

Недостаток: т.к. частотный разнос между боковыми полосами раван 2F_min, то к ПФ предъявляются жесткие требования по полосе расфильтровке (применяются высокодобротные пьезокерамические и кварцевые фильтры).

2) Метод фазирования.

Рисунок 15.2 – Структурная схема.

Для перемножения сигналов используются балансные (или кольцевые) модуляторы БМ1 и БМ2. На БМ2 входные сигналы и подаются через фазовращатели на 90⁰ ФВ1 и ФВ2. Если модулирующий сигнал имеет более сложный спектр, то ФВ1 должен обеспечить изменение фазы всех спектральных составляющих.

Для формирования нижней боковой полосы частот нужно просуммировать полученные произведения; верхней – следует использовать вычитание. Это можно доказать, воспользовавшись тригонометрическими формулами:

,

.